在国家自然科学基金等多个项目资助下，中国科学院华南植物园研究员刘占锋团队携手中国科学院沈阳应用生态研究所、美国马里兰大学等科研人员，针对土壤微生物残体关键示踪指标——氨基糖的两种主流分析方法，开展了系统且全面的评估研究，成功揭示土壤微生物“隐形碳库”的测量密码。相关成果近日发表于《土壤生物学与生物化学》（Soil Biology and Biochemistry）。

论文第一作者、中国科学院华南植物园博士后牟之建介绍，土壤作为陆地生态系统中最大的碳库，其中相当比例的稳定碳并非直接源自植物残体，而是由微生物死亡后形成的“微生物残体碳”构成。精准量化这一“隐形碳库”，对于深入理解土壤碳长期稳定机制、提升全球碳循环模型的可靠性而言，是至关重要的前提条件。然而，长期以来，由于不同研究采用的分析方法存在差异，导致研究结果难以直接进行对比，这极大地制约了跨区域、跨尺度的综合分析工作。

研究团队以北美不同气候带和生态系统的395份野外土壤样品为研究对象，系统对比了气相色谱（GC）和高效液相色谱在氨基糖定量方面的性能表现。同时，整合了全球范围内1900余条已发表的数据，开展了大尺度的荟萃分析。研究结果显示，从整体层面来看，这两种方法具有极高的一致性，测定结果高度相关，这表明不同研究之间的数据具备整合的潜力。但进一步深入分析发现，在土壤有机碳和全氮含量较高、基质更为复杂的情况下，GC方法展现出更高的稳定性和统计解释力，能够更精准地反映微生物残体与土壤碳氮梯度之间的关系。这一优势主要得益于GC分析过程中更为严格的纯化步骤，可有效降低土壤基质的干扰。

据介绍，这两种方法并非存在绝对的优劣之分，而是各自具有适用的场景。GC方法化学分辨率高、抗基质干扰能力强，更适用于机制研究、同位素示踪以及高精度定量分析；而高效液相色谱方法操作流程相对简便、通量高、成本较低，更适合开展大尺度调查和长期生态监测。“关键并非在于选择哪一种方法，而在于是否依据研究目标和土壤条件做出合理选择。”牟之建表示，“这项工作为方法的选择提供了明确依据。”

“该研究不仅是方法学层面的校准，更是连接过去与未来的桥梁。”论文通讯作者刘占锋指出，该研究通过构建清晰的定量比较与评估框架，使得整合过去几十年积累的全球土壤微生物残体数据成为可能，为不同研究之间的数据互通奠定了科学基础。由此，有望显著提升基于大数据和模型的土壤碳库动态预测能力，加深对全球变暖背景下土壤碳汇稳定性的认识，为国家“双碳”目标提供更为可靠的基础数据支撑。

该研究还系统厘清了GC和高效液相色谱这两种主流技术在不同土壤情境下的适用性，为历史数据与新观测结果的协同利用扫除了方法学上的障碍。这将有力推动跨区域、跨生态系统的综合分析，提高微生物过程在全球碳循环模型中的表达精度。未来，通过建立统一校准体系并开展跨实验室比对试验，有望进一步推进氨基糖分析方法的标准化进程，为精准评估土壤碳汇功能、服务国家“双碳”战略提供更为坚实的科学保障。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2025.110066